CN115582849A - 一种可变位机器人末端执行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变位机器人末端执行机构，包括：架体；夹臂组件，所述夹臂组件可旋转地安装在所述架体上，且两组所述夹臂组件沿第一轴线对称设置，所述夹臂组件包括固定板和夹爪，每组夹臂组件中的所述夹爪可沿第一方向滑动地安装在所述固定板上，且两组夹爪之间设有用于夹紧工件预设间隙；连接板，所述连接板可沿第一轴线方向滑动地安装在所述架体上，所述连接板与所述夹臂组件传动连接，用于驱动所述夹臂组件在第一姿态与第二姿态之间切换；驱动部，安装在所述架体上，所述驱动部输出端与所述连接板传动连接，用于驱动所述连接板滑动。

Description

一种可变位机器人末端执行机构
技术领域
本发明涉及机器人机械领域，具体涉及一种可变位机器人末端执行机构。
背景技术
冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的工件零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。前者适合变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下进行，是薄板常用的冲压方法。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。
在现代自动化车间中，采用机器人夹持工件，放入冲压模具进行冲压。制作复杂工件时，尤其是采用一模多工位模具对工件进行冲压时，会增加机械手的数量，大幅提高生产成本，且每次只能冲压一组零件，生产效率低。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可变位机器人末端执行机构。
第一方面，一种可变位机器人末端执行机构，包括：
架体；
夹臂组件，所述夹臂组件可旋转地安装在所述架体上，且两组所述夹臂组件沿第一轴线对称设置，所述夹臂组件包括固定板和夹爪，两组所述夹爪可沿第一方向滑动地安装在所述固定板上，且两组夹爪之间设有用于夹紧工件预设间隙；
连接板，所述连接板可沿第一轴线方向滑动地安装在所述架体上，所述连接板与所述夹臂组件传动连接，用于驱动所述夹臂组件在第一姿态与第二姿态之间切换；所述第一姿态即两组所述夹臂组件旋转至相对靠近的位置，所述第二姿态即两组所述夹臂组件旋转至相对远离的位置；
驱动部，安装在所述架体上，所述驱动部输出端与所述连接板传动连接，用于驱动所述连接板滑动。
根据本发明实施例提供的技术方案，还包括传动杆，所述传动杆一端与所述连接板铰接，另一端与所述固定板铰接。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述连接板上设有识别板，所述架体上设有第一轴线方向排列的两组限位开关，所述限位开关与所述驱动部电连接，用于检测到识别板后控制驱动部停止。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述驱动部为电机，所述电机输出端设有可沿自身轴线旋转的驱动轴，所述连接板上设有螺纹孔，与所述驱动轴螺纹配合。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述架体上设有沿第一轴线方向排布的导轨，所述连接板上设有滑动支端，所述滑动支端上设有可供滑轨插入的导滑槽。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述固定板上设有多组真空吸盘，所述真空吸盘与所述工件上表面相抵。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述固定板上设有激光测距组件，所述激光测距组件用于探测与所述工件之间的距离。
本发明的有益效果：本发明公开一种变位机器人末端执行机构，包括：架体；夹臂组件，所述夹臂组件可旋转地安装在所述架体上，且两组所述夹臂组件沿第一轴线对称设置，所述夹臂组件包括固定板和夹爪，每组夹臂组件中的所述夹爪可沿第一方向滑动地安装在所述固定板上，且两组夹爪之间设有用于夹紧工件预设间隙；连接板，所述连接板可沿第一轴线方向滑动地安装在所述架体上，所述连接板与所述夹臂组件传动连接，用于驱动所述夹臂组件在第一姿态与第二姿态之间切换；驱动部，安装在所述架体上，所述驱动部输出端与所述连接板传动连接，用于驱动所述连接板滑动。
将两组工件分别插入两组夹臂组件的预设间隙内，通过滑动两组夹爪，使两组夹爪相互靠近，直至将工件夹紧，驱动部启动，带动连接板沿第一轴线方向滑动，进一步带动夹臂组件旋转至第一姿态，对工件进行第一次冲压，冲压完成后驱动部再次启动，将夹臂组件旋转至第二姿态，对工件进行第二次冲压。
可一次夹取两组工件，且可通过夹臂组价在第一姿态与第二姿态之间切换，实现对两组工件的两次冲压成型，在降低生产成本的同时，提高生产效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的夹臂组件的第一姿态示意图；
图2是本发明的夹臂组件的第二姿态示意图；
图3是本发明的一种可变位机器人末端执行机构的局部示意图；
1、架体；10、连接法兰；11、限位架；110、限位开关；2、固定板；20、激光测距组件；3、夹爪；4、连接板；40、识别板；5、伺服电机；50、驱动轴；6、传动杆；7、转板；8、真空吸盘；9、工件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
请参考图1-3，一种可变位机器人末端执行机构，包括：架体1；夹臂组件，所述夹臂组件可旋转地安装在所述架体1上，且两组所述夹臂组件沿第一轴线对称设置，所述夹臂组件包括固定板2和夹爪3，两组所述夹爪3可沿第一方向滑动地安装在所述固定板2上，且两组夹爪3之间设有用于夹紧工件9预设间隙；连接板4，所述连接板4可沿第一轴线方向滑动地安装在所述架体1上，所述连接板4与所述夹臂组件传动连接，用于驱动所述夹臂组件在第一姿态与第二姿态之间切换；驱动部，安装在所述架体1上，所述驱动部输出端与所述连接板4传动连接，用于驱动所述连接板4滑动。
其中，本发明用于双工位模具，尤其是铝合金汽车天窗导轨冲压模具。所述第一姿态如图1所示，所述第二姿态如图2所示。所述夹爪为平开气爪，所述驱动部为电机，所述电机输出端设有可沿自身轴线旋转的驱动轴50，所述第一轴线方向为与驱动轴50轴线方向相平行的方向，所述连接板4上设有螺纹孔，与所述驱动轴螺纹配合，优选的，所述电机为伺服电机5，采用伺服电机5有利于夹臂组件在第一姿态与第二姿态之间的换位精准，提高冲压质量。所述第一方向为图1中箭头A所指方向。
进一步地，架体1上设有连接法兰10，所述连接法兰10与机器人自由端连接。所述连接法兰10设有预设长度，用于防止工件9与机器人造成碰撞。
工作原理：将两组工件9分别插入两组夹臂组件的预设间隙内，通过滑动两组夹爪3，使两组夹爪3相互靠近，直至将工件9夹紧，驱动部启动，带动连接板4沿第一轴线方向滑动，进一步带动夹臂组件旋转至第一姿态，对工件9进行第一次冲压，冲压完成后驱动部再次启动，将夹臂组件旋转至第二姿态，对工件9进行第二次冲压。可一次夹取两组工件9，且可通过夹臂组价在第一姿态与第二姿态之间切换，实现对每组工件9的两次冲压成型，提高生产效率。
进一步地，还包括传动杆6，所述传动杆6一端与所述连接板4铰接，另一端与所述固定板2铰接。
其中，设置两组传动杆6，每组所述传动杆6对应一组夹臂组件。所述固定板2上设有转板7，所述转板7通过螺栓安装在所述固定板2上，所诉转板7与架体1铰接，且与所述传动杆6铰接。
优选地，所述架体1上设有沿第一轴线方向排布的导轨，所述连接板4上设有滑动支端，所述滑动支端上设有可供滑轨插入的导滑槽。
工作原理：伺服电机5启动，带动驱动轴50旋转，通过螺纹传动带动所述连接板4沿导轨延伸方向滑动，通过传动杆6传动，带动夹臂组件旋转，实现第一姿态与第二姿态之间的切换。
进一步地，所述连接板4上设有识别板40，所述架体1上设有第一轴线方向排列的两组限位开关110，所述限位开关110与所述驱动部电连接，用于检测到识别板40后控制驱动部停止。
其中，所述架体1上设有限位架11，所述限位架11沿竖直方向设有多组第一螺纹孔，所述限位开关110上设有第二螺纹孔，所述限位开关110通过螺栓可拆卸的安装在所述限位架11上。其中，位于上方的限位开关110用于控制夹臂组件的第二姿态，位于下方的限位开关110用于控制夹臂组件的第一姿态。
工作原理：根据实际需求，调整两组所述限位开关110位置，当限位开关110检测到识别板40后，说明夹臂组件已经移动到指定位置，此时限位开关110驱动伺服电机5停止，可提高第一姿态与第二姿态的精准度。
所述第一姿态即如图1所示，此时相对下方的限位开关110检测到所述识别板40，驱动伺服电机5停止工作，此时所述连接板4处于下限位置，两组夹臂组件相互靠近，其上夹持的工件平行于地面。
所述第二姿态即如图2所示，此时相对上方的限位开关110检测到所述识别板40，驱动伺服电机5停止工作，此时所述连接板4处于上限位置，两组夹臂组件相互远离，其上夹持的工件垂直于地面。
进一步地，所述固定板2上设有多组真空吸盘8，所述真空吸盘8与所述工件9上表面相抵。
其中，在本实施例中，设置三组真空吸盘8，所述真空吸盘8通过管道与外部抽真空泵连接。通过夹爪3和真空吸盘8配合，提高工件9稳定性，防止掉落。
进一步地，所述固定板2上设有激光测距组件20，所述激光测距组件20用于探测与所述工件9之间的距离。所述测光测距组件为激光位移传感器。
工作原理：机器人与可变位末端执行机构通过总线通讯，末端执行机构采用plc控制，机器人根据示教程序运动到抓取位置，期间激光位移传感器实时向机器人提供末端执行机构与工件9的距离，当距离达到设定要求后机器人向末端执行机构发出抓取指令，plc输出控制指令，将平开气爪闭合，并启动抽真空泵，使吸盘产生负压将工件9吸附，并向机器人反馈抓取完成信号。机器人收到信号后运动到冲压机床模具的第一工位，期间如果激光位移传感器检测距离变大则认为未能抓取工件9，机器人发出警报信号，并停止运动。如激光位移传感器位移不发生变化，机器人发出冲压指令，启动冲压机床完成第一工序冲压动作，冲压机床完成冲压后向机器人反馈冲压完成指令，机器人带动末端执行机构将工件9从第一工序位置取出，机器人运动到指定位置后发出变位指令给plc。plc输出高速脉冲给伺服驱动器带动伺服电机5转动，当连接板4带动识别板40达到上限位后完成变位动作，plc向机器人发出变位完成指令，此时夹臂组件为第二姿态。机器人带动末端执行机构将工件9送入机床模具的第二工位，并启动冲床完成冲压动作。两次冲压完成后，机器人将末端执行机构从模具中取出，到达指定位置后发出复位信号，通过当连接板4带动识别板40达到下限位后，将末端执行机构转换为第一姿态后，机器人运动到放料位置，完成冲压工作。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种可变位机器人末端执行机构，其特征在于，包括：
架体（1）；
夹臂组件，所述夹臂组件可旋转地安装在所述架体（1）上，且两组所述夹臂组件沿第一轴线对称设置，所述夹臂组件包括固定板（2）和夹爪（3），每组夹臂组件中的所述夹爪（3）可沿第一方向滑动地安装在所述固定板（2）上，且两组夹爪（3）之间设有用于夹紧工件（9）预设间隙；
连接板（4），所述连接板（4）可沿第一轴线方向滑动地安装在所述架体（1）上，所述连接板（4）与所述夹臂组件传动连接，用于驱动所述夹臂组件在第一姿态与第二姿态之间切换；所述第一姿态即两组所述夹臂组件旋转至相对靠近的位置，所述第二姿态即两组所述夹臂组件旋转至相对远离的位置；
驱动部，安装在所述架体（1）上，所述驱动部输出端与所述连接板（4）传动连接，用于驱动所述连接板（4）滑动。
2.根据权利要求1所述的一种可变位机器人末端执行机构，其特征在于：还包括传动杆（6），所述传动杆（6）一端与所述连接板（4）铰接，另一端与所述固定板（2）铰接。
3.根据权利要求2所述的一种可变位机器人末端执行机构，其特征在于：所述连接板（4）上设有识别板（40），所述架体（1）上设有第一轴线方向排列的两组限位开关（110），所述限位开关（110）与所述驱动部电连接，用于检测到识别板（40）后控制驱动部停止。
4.根据权利要求3所述的一种可变位机器人末端执行机构，其特征在于：所述驱动部为电机，所述电机输出端设有可沿自身轴线旋转的驱动轴（50），所述连接板（4）上设有螺纹孔，与所述驱动轴（50）螺纹配合。
5.根据权利要求4所述的一种可变位机器人末端执行机构，其特征在于：所述架体（1）上设有沿第一轴线方向排布的导轨，所述连接板（4）上设有滑动支端，所述滑动支端上设有可供滑轨插入的导滑槽。
6.根据权利要求1所述的一种可变位机器人末端执行机构，其特征在于：所述固定板（2）上设有多组真空吸盘（8），所述真空吸盘（8）与所述工件（9）上表面相抵。
7.根据权利要求1所述的一种可变位机器人末端执行机构，其特征在于：所述固定板（2）上设有激光测距组件（20），所述激光测距组件（20）用于探测与所述工件（9）之间的距离。
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